Otimização do controle eletrônico do diagrama de radiação de arranjos de antenas usando algoritmos genéticos com codificação real

Antenna arrays are able to provide high and controlled directivity, which are suitable for radiobase stations, radar systems, and point-to-point or satellite links. The optimization of an array design is usually a hard task because of the non-linear characteristic of multiobjective, requiring the application of numerical techniques, such as genetic algorithms. Therefore, in order to optimize the electronic control of the antenna array radiation pattem through genetic algorithms in real codification, it was developed a numerical tool which is able to positioning the array major lobe, reducing the side lobe levels, canceling interference signals in specific directions of arrival, and improving the antenna radiation performance. This was accomplished by using antenna theory concepts and optimization methods, mainly genetic algorithms ones, allowing to develop a numerical tool with creative genes codification and crossover rules, which is one of the most important contribution of this work. The efficiency of the developed genetic algorithm tool is tested and validated in several antenna and propagation applications. 11 was observed that the numerical results attend the specific requirements, showing the developed tool ability and capacity to handle the considered problems, as well as a great perspective for application in future works.

Os arranjos de antenas podem fornecer uma diretividade elevada e controlável, que é útil em estações rádio base, sistemas de radares e enlaces ponto-a-ponto ou de satélite. A otimização do projeto do arranjo é uma tarefa usualmente difícil, devido à característica não-linear de múltiplos objetivos, requisitando o uso de ferramentas computacionais, tais como os algoritmos genéticos. Nesse contexto, com o propósito de otimizar o controle eletrônico do diagrama de radiação de arranjos de antenas, através de algoritmos genéticos com codificação real, foi desenvolvida uma ferramenta computacional capaz de posicionar o lóbulo principal, reduzir o nível dos lóbulos laterais, rejeitar interferências com direções de chegada conhecidas e melhorar a área de cobertura da antena. Para tanto, foram empregados conceitos de teoria de antenas e métodos de otimização, com ênfase nos algoritmos genéticos, permitindo desenvolver a ferramenta com formas criativas de codificação e recombinação, o que é uma das mais importantes contribuições deste trabalho. A eficiência da ferramenta desenvolvida é testada e validada em aplicações de antenas e propagação. Foi observado que os resultados numéricos atendem aos requisitos especificados, demonstrando a habilidade e capacidade da ferramenta desenvolvida para lidar com os problemas considerados, como também uma grande perspectiva para aplicações em trabalhos futuros.